CN111987718B - 电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法，当发生接触网跳闸故障时，根据SCADA推送跳闸报文数据，首先系统自动判断该故障是否为过负荷跳闸，若为过负荷跳闸，则提供对应的应急处置建议，若系统判断该故障为F线故障、分相区故障，则自动给出对应的处置建议，对报文中故标位置进行自动计算，如在变电所、AT所、分区所供电线范围内，系统自动判断为供电线故障，随后系统自动根据故标位置判断是变电所供电线还是AT所或分区所供电线故障，根据其给出应急处置建议，根据以上做出的判断，没有确定故障类型的，全部默认为接触网故障，给出应急处置建议。本发明大大降低了故障的发生对铁路造成的风险，保障了铁路的正常运营能力。

Description

电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法

技术领域

本发明属于电气化铁路牵引供电调度技术领域，具体涉及一种电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法。

背景技术

铁路牵引供电调度是电气化铁路安全、稳定、优质运行的重要保障。目前，我国的牵引供电调度系统虽然已能实现数据采集、遥控、遥调、遥信、遥测、数据通信、数据处理运算和存储等实时监控功能，但只能进行供电设备状况的实施反映及远程操作，在调度控制功能不够完善，智能化程度尚有欠缺。

例如供电调度日常的管理工作中，不可避免的要处理各种各样的供电故障，故障种类繁多，处理流程有时某个故障可以单独处理，有时又会引起其它故障需要多故障处理。当前的故障处理多为纸质文档提供规范的处理规则和要求，出现故障时，需要管理人员非常熟悉处理规则，通过个人的工作经验及常识去一步一步进行故障的处理。由于故障的类型多样，且每种故障处理流程并不相同，需要通过收集的到信息综合判断区分故障类型，而后再通过产生故障的原因，进入不同的处理流程，如进行试送电、通知列调降弓限速等。故障的处理的时间性和准确性要求很高，若出现处理不及时或处理失误，不仅会影响铁路列车的正常运行，而且有可能造成重大事故。通过线下工作人员人工进行调度，不仅主要依靠个人经验处置，容易出现操作失误，同时工作人员也承受了较大的工作压力。

因此急需通过信息技术手段，使日常供电调度中产生的故障应急处理环节自动化、模块化和标准化，提高故障处理的准确性、时效性，减轻工作人员的压力，通过计算机系统按流程操作即可处理大多数故障。通过供电调度系统提供的智能预案和决策建议，有效处理疑难故障，减少铁路运营过程中出现的风险，提高铁路的运营效率。

发明内容

本发明提供了一种电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明是这样实现的：本发明公开了一种电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法，包括如下步骤：

S1）当发生接触网跳闸故障时，SCADA系统推送跳闸报文数据给牵引供电调度系统；

S2）牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否属于预设的几个故障类型，进行其中一个故障类型判断时，如果确定是该故障类型，则进入相应的故障处理流程；如果确定不是该故障类型，则继续进行其他故障类型判断，直至预设的几个故障类型都判断完毕；

S3）如果预设的几个故障类型都判断完毕后仍没有确定故障类型，则默认该故障类型为接触网故障，系统给出判断结果是接触网故障后，给出应急处置建议“确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则执行步骤S4）；

S4）系统继续判断是否可以隔离最小单元，如果可以隔离最小单元，则根据GK位置隔离最小单元后试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，则推送接触网送电成功信息，如果试送电失败，系统给出最终决策建议；如果无法隔离最小单元或隔离失败，那么系统给出最终决策建议。

进一步地，预设的几个故障类型包括过负荷跳闸、F线故障、供电线故障、分相区故障。

进一步地，当预设的几个故障类型中包括过负荷跳闸时，首先进行过负荷跳闸判断，如果确定是过负荷跳闸，则牵引供电调度系统给出决策建议“立即送电，无行车限制条件”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则继续进行其他故障类型判断。

进一步地，牵引供电调度系统根据报文数据中的电压、电流、阻抗角自动判断该故障是否为过负荷跳闸，具体包括：

首先判断线路类别是高铁还是普速铁路，对于高速铁路，当满足电压≥第一电压阈值且电流≤第一电流阈值且阻抗角≤第一阻抗角阈值条件时，判断该故障为过负荷跳闸；对于普速铁路，当满足电压≥第二电压阈值且电流≤第二电流阈值且阻抗角≤第二阻抗角阈值条件时，判断该故障为过负荷跳闸。

进一步地，牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为过负荷跳闸，具体包括：第一电压阈值为20KV，第一电流阈值为3000A，第一阻抗角阈值为20°，第二电压阈值为19KV，第二电流阈值为2000A，第二阻抗角阈值为40°。

进一步地，当进行F线故障判断时，如果确定是F线故障，则进入F线故障处理流程，包括：若根据报文数据判断该故障是F线故障，则牵引供电调度系统自动给出“切除F线，确认AT变已退出，试送电”的处置建议，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则系统给出最终决策建议。

进一步地，牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为F线故障，具体包括：如果在报文中出现“F线故障”或“F-R故障”，则系统自动判断该故障为F线故障。

进一步地，当进行供电线故障判断时，如果确定是供电线故障，则进入供电线故障处理流程，包括：对报文中故标位置进行自动计算，如故标位置在变电所、AT所或分区所供电线范围内，则系统自动判断该故障为供电线故障；

当故标位置在变电所供电线范围内时，切除供电线后通过环供方式向接触网试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则继续执行步骤S4）；

当故标位置在AT所或分区所供电线范围内时，切除供电线后向接触网试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则继续执行步骤S4）。

进一步地，牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为分相区故障，具体包括：如果报文中提示有电分相GK非远动合闸，则系统自动判断该故障为分相区故障，或者如果报文中提示有同方向两个供电臂同时跳闸且其中一个阻抗角位于第一预设范围内，另一个阻抗角位于第二预设范围内时，系统自动判断该故障为分相区故障；第一预设范围为90-180°，第二预设范围为270-360°。

进一步地，当进行分相区故障判断时，如果确定是分相区故障，则进入分相区故障处理流程，包括：当系统判断该故障为分相区故障时，继续判断中性区隔离开关是否在合位，如果中性区隔离开关在合位，那么系统给出决策建议“远动将分相开关分闸，确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，系统给出最终决策建议；

如果中性区隔离开关在分位，系统自动判断两个供电臂是否都重合成功，如果两个供电臂全都重合成功，那么推送接触网送电成功信息，并给出建议“根据行车限制条件组织行车”，如果有未重合成功的情况，那么给出决策建议“确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，系统给出最终决策建议。

本发明至少具有如下有益效果：本专利提供的电气化铁路牵引供电调度故障判断及应急处置方法，当发生接触网跳闸故障时，根据SCADA推送跳闸报文数据，牵引供电调度系统分步骤智能分析跳闸类型，并给出相应的处置方法。首先根据报文中电压、电流、阻抗角等数据，供电调度系统自动判断该故障是否为过负荷跳闸，若为过负荷跳闸，则提供对应的应急处置建议。在判断为不是过负荷跳闸的情况下，系统继续进行后续判断，如果在报文中出现“F线故障”、“F-R故障”，系统自动判断其为F线故障，同时系统自动给出对应的处置建议，继续对报文中故标位置进行自动计算，如在变电所、AT所、分区所供电线范围内，系统自动判断为供电线故障，随后系统自动根据故标位置判断是变电所供电线还是AT所或分区所供电线故障，根据其给出应急处置建议。继续判断该故障是否为分相区故障，并提供应急处置建议。根据以上做出的判断，没有确定故障类型的，全部默认为接触网故障。系统给出判断是接触网故障后，给出应急处置建议。

本发明将供电调度日常故障的处理进行信息化、自动化处理，同时结合预先由专家提供的预案和判断规则，自动判断和处理部分故障处理环节，供电调度工作人员只需按照预先提供的方案一步一步操作，即可完成各类复杂故障的处理过程，将复杂的逻辑判断和处理过程，通过信息技术进行自动化处理，不仅处理结果精准，而且处理效率高，速度快，同时可以根据需要进行调整和扩展，摆脱了人为处理能力有限，无法应对大量突发故障的困境。

本发明的使用和原有线下故障处理流程相比，具有速度快、效率高，处理结果准确，操作简便，大量减少了工作人员故障处理的压力，将若干流程和规则进行自动化处理，出现故障时，可迅速作出最准确的判断，帮助供电调度人员迅速排查和处理故障，恢复铁路的正常运营，大大降低了故障的发生对铁路造成的风险，保障了铁路的正常运营能力，为以后管理信息化、处理过程自动化、决策科学化的目标打下基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的一种实施例的电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法流程图；

图2为本发明的过负荷跳闸故障判断及应急处置逻辑流程图；

图3为本发明的F线故障判断及应急处置逻辑流程图；

图4为本发明的供电线故障判断及应急处置逻辑流程图；

图5为本发明的分相区故障判断及应急处置逻辑流程图；

图6为本发明的接触网故障判断及应急处置逻辑流程图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图6，本实施例公开了一种电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法，包括如下步骤：

当发生接触网跳闸故障时，SCADA系统推送跳闸报文数据给牵引供电调度系统；

牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否属于预设的几个故障类型，进行其中一个故障类型判断时，如果确定是该故障类型，则进入相应的故障处理流程；如果确定不是该故障类型，则继续进行其他故障类型判断，直至预设的几个故障类型都判断完毕。预设的几个故障类型包括过负荷跳闸、F线故障、供电线故障、分相区故障。当然，预设的几个故障类型还可以根据需要进行调整。

本实施例当发生接触网跳闸故障时，SCADA系统推送跳闸报文数据给牵引供电调度系统后，具体包括如下步骤：

步骤1：首先进行过负荷跳闸判断，如果确定是过负荷跳闸，则牵引供电调度系统给出决策建议“立即送电，无行车限制条件”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束；如果试送电失败，则继续进行其他故障类型判断。

过负荷跳闸是指区间机车偏多或者机车爬坡之类的持续电流偏大导致的超过负荷跳闸，不是线路本身故障，所以可以再试送电，不限制行车，所以建议是立即送电，无行车限制条件。如果试送电还失败，则意味着不是过负荷的问题，而是其他的故障。

牵引供电调度系统根据报文数据中的电压、电流、阻抗角等数据自动判断该故障是否为过负荷跳闸，并提供对应的应急处置建议，具体包括：根据报文中电压、电流、阻抗角等数据，供电调度系统自动判断该故障是否为过负荷跳闸，首先判断线路类别是高铁还是普速铁路。对于高速铁路，当满足电压≥20KV，电流≤3000A，阻抗角≤20°等条件时，判断为过负荷跳闸；对于普速铁路（时速200公里及以下），当满足电压≥19KV，电流≤2000A，阻抗角≤40°等条件时，可判断为过负荷跳闸。如果判断结果为过负荷跳闸，系统给出“立即送电，无行车限制条件”的决策建议；否则系统进行后续步骤判断（判断其余下的类型）。在进行试送电后，如果试送电失败，系统也继续进行后续步骤判断；如果试送电成功，则推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束。

在判断为不是过负荷跳闸的情况下，系统继续进行后续判断。

步骤2：牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为F线故障，并提供应急处置建议，具体包括：如果在报文中出现“F线故障”、“F-R故障”，系统自动判断其为F线故障。同时系统自动给出处置建议“切除F线，确认AT变已退出，试送电”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束；如果试送电失败，系统给出最终决策建议 如“等待网工区（检修车间）现场确认、抢修”后结束。

在判断为不是F线故障的情况下，系统继续进行后续判断。

步骤3：牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为供电线故障，并提供应急处置建议，具体包括：对报文中故标位置进行自动计算，如在变电所、AT所、分区所供电线范围内，系统自动判断为供电线故障。随后系统自动根据故标位置判断是变电所供电线还是AT所或分区所供电线故障，根据其给出应急处置建议。故标对应变电所供电线时，切除供电线后通过环供方式向接触网试送电。故标对应AT所、分区所供电线时，切除供电线后向接触网试送电。如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束；否则系统将自动判断是否能隔离最小停电单元，如果可以隔离最小停电单元，那么依据GK位置隔离最小单元后试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，则推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束，如果试送电失败，系统给出最终决策建议 如“等待网工区（检修车间）现场确认、抢修”；如果不可以隔离最小单元或隔离失败，那么给出最终决策建议如“等待网工区（检修车间）现场确认、抢修”后结束。

在判断为不是供电线故障的情况下，系统继续进行后续判断。

各个所里均设有故障测距装置，通过计算知道故障是不是在该所，如果是，上送故障报告报文。于是，可以从该报文中找出是哪个所出现的故障。

步骤4：牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为分相区故障，并提供应急处置建议，具体包括：

如果报文中有提示为电分相GK非远动合闸，或者同方向（同行别）两个供电臂同时跳闸，其中一个阻抗角位于90-180°，另一个位于270-360°时，系统自动判断为分相区故障。当其判断为分相区故障后，由系统判断其中性区隔离开关是否在合位，如果在合位，那么系统给出决策建议“远动将分相开关分闸，确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束；如果试送电失败，系统给出最终决策建议 如“等待网工区（检修车间）现场确认、抢修”后结束；

反之如果中性区隔离开关在分位，系统自动判断两个供电臂是否都重合成功，如果有未重合成功的情况，那么给出决策建议“确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束；如果试送电失败，系统自动给出决策建议如“等待网工区（检修车间）现场确认、抢修”后结束。如果两个供电臂都重合成功，则代表接触网送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”，并给出建议“根据相应行车限制条件组织行车”后结束。

供电臂重合成功指的是供电臂上的断路器重合闸成功。

中性区是电气化铁路的无电区间，一般设置于交流电化线路的变电站附近、两交流变电站供电区域的分隔处，或交流与直流供电的交界处。

步骤5：根据以上做出的判断，仍没有确定故障类型的，全部默认为接触网故障。系统给出判断是接触网故障后，给出应急处置建议“确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息如“接触网送电成功”后结束；如果试送电失败，那么系统进行判断是否可以隔离最小单元，如果可以隔离最小单元且试送电成功，信息发送推出“接触网送电成功”后结束。如果无法隔离最小单元或试送电失败，那么给出最终决策建议如“等待网工区（检修车间）现场确认、抢修”后结束。隔离最小单元指最小停电区间在两个隔离开关之间。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，如本发明的实施例中的步骤2、3、4之间的顺序可以调换，只要各种变化在本发明所附权利要求限定和精神范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种电气化铁路牵引供电调度故障类型判断及应急处理方法，其特征在于,包括如下步骤：

S1）当发生接触网跳闸故障时，SCADA系统推送跳闸报文数据给牵引供电调度系统；

S2）牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否属于预设的几个故障类型，进行其中一个故障类型判断时，如果确定是该故障类型，则进入相应的故障处理流程；如果确定不是该故障类型，则继续进行其他故障类型判断，直至预设的几个故障类型都判断完毕；

S3）如果预设的几个故障类型都判断完毕后仍没有确定故障类型，则默认该故障类型为接触网故障，系统给出判断结果是接触网故障后，给出应急处置建议“确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则执行步骤S4）；

S4）系统继续判断是否可以隔离最小单元，如果可以隔离最小单元，则根据GK位置隔离最小单元后试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，则推送接触网送电成功信息，如果试送电失败，系统给出最终决策建议；如果无法隔离最小单元或隔离失败，那么系统给出最终决策建议；

预设的几个故障类型包括过负荷跳闸、F线故障、供电线故障、分相区故障；

首先进行过负荷跳闸判断，如果确定是过负荷跳闸，则牵引供电调度系统给出决策建议“立即送电，无行车限制条件”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则继续进行其他故障类型判断；

当进行F线故障判断时，如果确定是F线故障，则进入F线故障处理流程，包括：若根据报文数据判断该故障是F线故障，则牵引供电调度系统自动给出“切除F线，确认AT变已退出，试送电”的处置建议，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则系统给出最终决策建议；

当进行供电线故障判断时，如果确定是供电线故障，则进入供电线故障处理流程，包括：对报文中故标位置进行自动计算，如故标位置在变电所、AT所或分区所供电线范围内，则系统自动判断该故障为供电线故障；

当故标位置在变电所供电线范围内时，切除供电线后通过环供方式向接触网试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则执行步骤S4）；

当故标位置在AT所或分区所供电线范围内时，切除供电线后向接触网试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，则执行步骤S4）；

当进行分相区故障判断时，如果确定是分相区故障，则进入分相区故障处理流程，包括：当系统判断该故障为分相区故障时，继续判断中性区隔离开关是否在合位，如果中性区隔离开关在合位，那么系统给出决策建议“远动将分相开关分闸，确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，系统给出最终决策建议；

如果中性区隔离开关在分位，系统自动判断两个供电臂是否都重合成功，如果两个供电臂全都重合成功，那么推送接触网送电成功信息，并给出建议“根据行车限制条件组织行车”，如果有未重合成功的情况，那么给出决策建议“确认停电范围内已全部降弓，试送电一次”，根据上述建议进行试送电，判断试送电是否成功，如果试送电成功，那么推送接触网送电成功信息；如果试送电失败，系统给出最终决策建议。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：牵引供电调度系统根据报文数据中的电压、电流、阻抗角自动判断该故障是否为过负荷跳闸，具体包括：

首先判断线路类别是高铁还是普速铁路，对于高速铁路，当满足电压≥第一电压阈值且电流≤第一电流阈值且阻抗角≤第一阻抗角阈值条件时，判断该故障为过负荷跳闸；对于普速铁路，当满足电压≥第二电压阈值且电流≤第二电流阈值且阻抗角≤第二阻抗角阈值条件时，判断该故障为过负荷跳闸。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为过负荷跳闸，具体包括：第一电压阈值为20KV，第一电流阈值为3000A，第一阻抗角阈值为20°，第二电压阈值为19KV，第二电流阈值为2000A，第二阻抗角阈值为40°。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为F线故障，具体包括：如果在报文中出现“F线故障”或“F-R故障”，则系统自动判断该故障为F线故障。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：牵引供电调度系统根据报文数据自动判断该故障是否为分相区故障，具体包括：如果报文中提示有电分相GK非远动合闸，则系统自动判断该故障为分相区故障，或者如果报文中提示有同方向两个供电臂同时跳闸且其中一个阻抗角位于第一预设范围内，另一个阻抗角位于第二预设范围内时，系统自动判断该故障为分相区故障；第一预设范围为90-180°，第二预设范围为270-360°。

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